Bolehkah sistem tenaga solar berfungsi semasa gangguan bekalan elektrik?

Mengapa Kebanyakan Sistem Tenaga Solar Mati Semasa Gangguan Elektrik

Bagaimana Sistem Tenaga Solar Tersambung ke Grid Bergantung kepada Grid Utiliti

Panel suria yang disambungkan ke grid elektrik perlu sepadan dengan frekuensi dan tahap voltan grid untuk berfungsi dengan betul. Sistem-sistem ini tidak mempunyai bateri terbina dalam seperti susunan bebas, jadi mereka bergantung sepenuhnya kepada grid yang masih beroperasi. Jika berlaku gangguan bekalan elektrik di sesuatu kawasan, pemasangan solar yang bersambung ke grid akan matikan dirinya secara automatik. Ini bukan kerana terdapat masalah teknikal, tetapi sebenarnya merupakan langkah keselamatan yang sangat penting. Sistem ini menghentikan penghantaran elektrik kembali ke talian kuasa yang tidak lagi aktif, yang seterusnya mencegah risiko bahaya kepada pekerja utiliti dan individu lain yang mungkin sedang menjalankan kerja pada grid semasa gangguan.

Mekanisme Keselamatan: Mengapa Inverter Mati Secara Automatik Semasa Gangguan

Apabila berlaku gangguan bekalan elektrik, penyongsang solar secara automatik akan dimatikan menggunakan sesuatu yang dikenali sebagai perlindungan anti-islanding. Langkah keselamatan penting ini menghentikan aliran elektrik ke dalam talian kuasa yang sedang dalam proses baik pulih. NEC menghendaki sistem ini diaktifkan hampir serta-merta apabila mengesan sebarang masalah berkaitan kestabilan grid. Penyelidikan merentasi pelbagai sektor tenaga menunjukkan protokol ini mengelakkan kira-kira 90 peratus daripada situasi berbahaya di mana elektrik secara tidak sengaja boleh mengalir balik ke dalam sistem semasa juruteknik sedang menjalankan kerja pembaikan. Kebanyakan penyongsang moden hari ini sebenarnya bergantung kepada isyarat voltan dari grid utama untuk berfungsi sepenuhnya. Ini bermakna model biasa tidak akan berfungsi apabila bekalan elektrik terputus kecuali jika seseorang memasang peralatan khas untuk keupayaan islanding.

Kesan Dunia Sebenar: Kajian Kes Solar Perumahan Semasa Gangguan Elektrik Rantau

Apabila kebakaran hutan melanda California pada tahun 2020 dan menyebabkan pemadaman elektrik yang meluas, hampir semua rumah yang bersambung ke grid melalui panel suria akhirnya kehilangan bekalan elektrik walaupun langit benar-benar cerah. Menurut laporan pihak utiliti, kebanyakan sistem suria ini tidak akan kembali berfungsi sehingga voltan grid kekal stabil selama sekurang-kurangnya lima minit penuh. Ini bermakna penduduk terpaksa tanpa peti sejuk yang berfungsi untuk mengelakkan makanan daripada rosak, dan lebih buruk lagi, mereka yang bergantung kepada peranti perubatan seperti mesin oksigen tiada kuasa simpanan sebagai cadangan. Apa yang ditunjukkan ini cukup jelas — pemasangan suria biasa dibina terlebih dahulu untuk melindungi keseluruhan grid elektrik, bukannya memastikan individu mempunyai bekalan elektrik yang boleh dipercayai semasa kecemasan.

Simpanan Bateri: Membolehkan Sistem Tenaga Suria Beroperasi Semasa Gangguan Bekalan

Kekangan Sistem Suria-Sahaja Tanpa Penyimpanan Tenaga

Kebanyakan sistem tenaga suria yang bersambung ke grid secara automatik akan mati semasa gangguan bekalan kuasa disebabkan protokol keselamatan untuk melindungi pekerja utiliti. Satu kajian NREL 2023 mendapati 94% pemasangan suria perumahan tanpa bateri terputus dalam masa 2 saat selepas kegagalan grid. Ciri "pencegahan penggeleparan" ini meninggalkan pemilik rumah tanpa kuasa secara tiba-tiba walaupun mempunyai panel suria yang berfungsi.

Bagaimana Bateri Suria Memberikan Kuasa Simpanan Semasa Kegagalan Grid

Bateri suria ion litium menangani isu ini dengan agak baik kerana ia menyimpan kuasa tambahan yang dijana pada siang hari untuk digunakan pada waktu malam atau ketika berlaku gangguan bekalan. Jika bekalan elektrik utama terputus, sistem bateri ini akan aktif secara automatik bagi memastikan perkara-perkara penting terus berfungsi. Pertimbangkan peralatan seperti unit peti sejuk yang memerlukan kira-kira 1.5 kilowatt jam sehari, peralatan perubatan yang memerlukan sekitar 0.3 kWh setiap hari, dan penghala internet yang menggunakan tenaga sebanyak kira-kira 10 watt secara berterusan. Sistem ini beralih kepada kuasa simpanan hampir serta-merta, biasanya dalam pecahan saat. Kajian mengenai ketahanan tenaga menunjukkan bahawa apabila saiz bateri adalah sesuai, kebanyakan rumah dengan pemasangan suria piawai 5 kW boleh mengekalkan fungsi asas selama tiga hari atau lebih tanpa sambungan ke grid.

Penyelesaian Terkemuka: Tesla Powerwall dan Sistem Suria-Plus-Penyimpanan Lain

Powerwall milik Tesla masih mendominasi pasaran dengan kapasiti simpanan 13.5 kWh dan output kuasa berterusan 5 kW, walaupun pilihan baharu seperti LG RESU Prime (yang menawarkan 16 kWh) kini tersedia selepas lulus piawaian pensijilan UL-9540. Berdasarkan angka industri, sistem penyimpanan solar masa kini mampu mengurus peralihan automatik sebanyak kira-kira 98% daripada masa, jauh lebih baik berbanding bateri asid-plumbum lama yang hanya mencapai sekitar 72%. Ujian terkini menunjukkan kebanyakan sistem dapat memulihkan kira-kira 90% keperluan kuasa penting dalam tempoh hanya 15 saat apabila grid utama terputus. Tahap keboleharapan ini memberi kesan besar kepada pemilik rumah yang bimbang tentang gangguan bekalan elektrik.

Teknologi Inverter Lanjutan untuk Prestasi Sistem Tenaga Suria Berterusan

Inverter Piawai berbanding Inverter Pembentuk Grid dalam Sistem Tenaga Suria

Inverter biasa yang digunakan dalam susunan solar bersambung ke grid sangat bergantung kepada grid elektrik utama untuk mengekalkan operasi yang lancar dengan tahap voltan dan frekuensi yang sesuai. Apabila berlaku gangguan kuasa di sesuatu kawasan, unit-unit piawai ini akan mematikan diri secara automatik sebagai langkah keselamatan bagi mengelakkan kecederaan kepada pekerja pembaikan yang mungkin sedang bekerja pada infrastruktur yang rosak. Mereka perlu mematuhi peraturan keselamatan tertentu seperti yang dinyatakan dalam piawaian UL 1741 yang secara asasnya menyuruh memutuskan semua sambungan jika grid utama terpadam. Sebaliknya, apa yang kita panggil inverter pembentuk grid berfungsi secara berbeza sama sekali. Inverter-inverter hebat ini pada dasarnya menjadi penjana kuasa kecil tersendiri, membentuk apa yang dikenali sebagai mikrogrid melalui teknik perisian pintar yang membolehkan mereka mengawal voltan dan frekuensi secara bebas tanpa memerlukan sebarang isyarat luar. Menurut kajian terkini yang diterbitkan dalam pelbagai jurnal teknologi solar, versi terbaru sistem pembentuk grid ini sebenarnya mampu bermula sendiri sebaik sahaja berlaku pemadaman, kemudian menyambung dengan lancar kepada penyimpanan bateri sedia ada. Walaupun ini jelas menjadikan rumah lebih tahan terhadap gangguan kuasa, ia datang dengan kos kerana kebanyakan panel solar domestik hari ini tidak memiliki kemampuan ini. Statistik daripada Jabatan Tenaga yang dikeluarkan tahun lepas menunjukkan bahawa kira-kira 85 peratus rumah dengan solar masih kekurangan ciri penting ini untuk mencapai kebebasan tenaga sepenuhnya.

Sistem Boleh Pulau: Bagaimana Solar Boleh Beroperasi Secara Bebas Semasa Gangguan

Sistem solar yang boleh beroperasi secara bebas daripada grid elektrik utama menggabungkan inverter khas dengan penyimpanan bateri supaya dapat terputus ketika berlakunya pemadaman, tetapi masih mengekalkan bekalan elektrik untuk perkara-perkara penting. Apabila sistem ini mengesan masalah pada sambungan grid, relai akan bertindak hampir serta-merta untuk memisahkan rumah daripada talian utiliti. Seterusnya, sistem tersebut menghantar tenaga elektrik yang dijana oleh panel suria melalui inverter hibrid canggih ini untuk mengisi bateri dan mengendalikan peralatan yang diperlukan. Keputusan yang baik memerlukan penyesuaian antara jumlah tenaga yang dihasilkan oleh matahari dengan jumlah yang disimpan. Kebanyakan orang mendapati bahawa bateri 10kWh sesuai digunakan bersama sekitar 5kW panel suria, yang biasanya dapat menampung keperluan asas selama antara 12 hingga 24 jam walaupun pada hari yang mendung. Dengan semakin meningkatnya kejadian kebakaran hutan dan ribut, kita melihat lonjakan besar dalam penggunaan teknologi ini. Kira-kira 42% daripada semua pemasangan sistem suria baharu di kawasan yang kerap mengalami gangguan kuasa kini dilengkapi dengan ciri 'islanding' ini, berbanding hanya 18% pada tahun 2020 menurut data dari Pusat Tenaga Baharu tahun lepas.

Sistem Hibrid Solar: Reka Bentuk untuk Kebolehpercayaan dan Kemerdekaan Grid

Menggabungkan Sambungan Grid dengan Seni Bina Sistem Tenaga Solar Sedia Hadapi Gangguan

Sistem hibrid solar menggabungkan sambungan grid biasa dengan penyimpanan bateri serta kawalan pintar supaya terus berfungsi ketika berlakunya pemadaman elektrik. Sistem ini tidak sama seperti sistem bersambung-grid piawai yang sering kita lihat di tempat lain. Sistem hibrid sebenarnya mempunyai sesuatu yang dikenali sebagai Sistem Pengurusan Tenaga (Energy Management System - EMS) yang bertukar-tukar antara bekalan elektrik biasa, tenaga solar yang sedang dijana pada masa itu, dan tenaga yang disimpan dalam bateri. Sebagai contoh, satu susunan di mana seseorang memasang panel-panel solar bersama bateri litium ion dan menggunakan salah satu inverter khas yang bersijil mengikut piawaian UL 1741. Sistem sedemikian secara literal boleh menyahsambung daripada grid utama semasa gangguan bekalan, namun masih mampu mengendalikan peralatan asas. Laporan terkini mengenai trend tenaga boleh diperbaharui tahun lepas menunjukkan bahawa jika semua perkara dipasang dengan betul, sistem hibrid ini menjadikan rumah kira-kira 92 peratus kurang berkemungkinan mengalami kehilangan bekalan elektrik sepenuhnya berbanding hanya mempunyai panel solar tanpa sebarang sistem sandaran. Komponen utama yang diperlukan untuk pemasangan sebegini biasanya adalah:

• Inverter dwi-arah membolehkan peralihan tanpa henti antara sumber tenaga
• Pengurusan Bateri Pintar mengutamakan litar penting semasa gangguan yang berpanjangan
• Keupayaan pembentuk grid yang menstabilkan voltan tanpa sokongan utiliti

Kajian Kes: Pemasangan Solar Hibrid di Kawasan Rawan Kebakaran Hutan di California

Sonoma County telah menjadi semacam kes uji rintis untuk ketahanan tenaga setelah kebakaran hutan memutus bekalan kuasa selama lebih daripada 14,000 jam di seluruh kawasan county itu sepanjang tahun lepas sahaja. Menurut data daripada California Energy Commission yang dikeluarkan awal tahun ini, isi rumah yang memasang susunan solar hibrid melihat masa putus bekalan mereka berkurang sekitar 83% setiap tahun berbanding mereka yang masih bergantung sepenuhnya kepada grid. Ambil satu contoh rumah tertentu yang mereka kaji di sana — ia memiliki bateri 15 kWh yang dipadankan dengan panel suria bernilai 10 kW. Apabila berlakunya Pemadaman Keselamatan Awam, susunan ini berjaya mengekalkan peti sejuk berfungsi, memberi kuasa kepada peralatan perubatan penting, dan malah mengekalkan kemampuan komunikasi asas selama tiga hari penuh berturut-turut. Angka-angka tersebut turut menceritakan kisah yang menarik: sistem hibrid seumpama ini kini menyumbang hampir separuh (sekitar 41%) daripada semua pemasangan solar baharu di kawasan berisiko tinggi terhadap kebakaran. Kerajaan tempatan telah mendorong piawaian pembinaan yang dikemaskini manakala syarikat insurans menawarkan kadar yang lebih baik untuk hartanah dengan pilihan kuasa simpanan, mencipta apa yang ramai anggap sebagai situasi menang-menang dari segi keselamatan dan penjimatan jangka panjang.

Soalan Lazim

Mengapakah sistem tenaga suria berhenti berfungsi semasa gangguan bekalan elektrik?

Sistem tenaga suria yang bersambung ke grid akan berhenti berfungsi semasa gangguan bekalan elektrik untuk mengelakkan aliran elektrik kembali ke talian kuasa yang tidak aktif, memastikan keselamatan pekerja utiliti. Ini dicapai melalui mekanisme keselamatan yang dikenali sebagai perlindungan anti-islanding.

Bolehkah sistem suria beroperasi secara bebas semasa gangguan?

Ya, sistem suria dengan penyongsang pembentuk grid dan storan bateri boleh beroperasi secara bebas semasa gangguan. Sistem-sistem ini boleh mencipta mikrogrid, membolehkannya membekalkan kuasa kepada peralatan penting walaupun grid utama tidak berfungsi.

Apakah kelebihan sistem suria hibrid?

Sistem suria hibrid menggabungkan sambungan grid dengan storan bateri dan kawalan pintar, membolehkannya mengekalkan bekalan kuasa semasa gangguan. Sistem-sistem ini menawarkan kebolehpercayaan dan kemerdekaan yang lebih tinggi berbanding sistem bersambung grid piawai.

Bagaimanakah bateri suria memberikan kuasa simpanan?

Bateri solar menyimpan kuasa berlebihan yang dijana pada siang hari untuk digunakan pada waktu malam atau semasa gangguan bekalan. Ia akan aktif secara automatik apabila bekalan elektrik utama terputus, menyalakan peralatan penting seperti peti sejuk dan peralatan perubatan.